几何刚度、平衡单元节点内力以及独立模型和累加模型的验证17739.pdf

《几何刚度、平衡单元节点内力以及独立模型和累加模型的验证17739.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《几何刚度、平衡单元节点内力以及独立模型和累加模型的验证17739.pdf（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 .1/9 关于 MIDAS 独立模型、累加模型、平衡单元节点力与几何刚度初始荷载的验证 接触 midas 有一段时间了，最近在做一座悬索桥的设计，因为涉与到风缆的加载，所以对独立模型、累加模型和几何刚度初始荷载、平衡单元节点力等进展了一些验证，这里面为了更直观，截取的图片较多，便于比拟，都是个人的见解，有不对的地方还请多多指正。图 1 模型如图 1，索单元 12、13、14 与 26、27、28 的初拉力为 10、8、5KN。塔底部固结。所不同的是，单元 1-11 具备一定的几何刚度初始荷载，见图 2。图 2 .2/9 图 3 首先进展的是施工阶段的加载。第一施工阶段直接假设主塔、主梁和拉索

2、，但是不加自重。第二施工阶段一次成桥加上自重，第三施工阶段在主梁端点加上竖向向下的 30KN 的竖向力点荷载。采用独立模型，位移数为 0.001。图 4 运行后，空工况下的结构相应见图 5-图 7 .3/9 图 5 图 6 .4/9 图 7 小结：空工况下，索力，位移，梁单元力的不同源于塔梁结构的刚度不同，初拉力类似与一种先法，如果结构的刚度无限大即索力挂上去之后，结构位移为 0，空工况下的索力会趋近于初拉力即趋近于 10、8、5KN。一次成桥的结构响应见图 8-图 10，加节点荷载的结构响应见图 11-图 13。图 8 图 9 图 10 图 11 .5/9 图 12 图 13 在这之后，如果

3、勾选了非线性分析控制数据，成桥阶段Postcs的位移，索单元和梁单元力会和空工况下的结构响应一样。如果不勾选非线性分析，全部为零。Postcs 的结构相应见图 14-图 16。图 14 图 15 图 16 2、静力加载 静力加载选择在两个梁端点加载同样的 30KN 的竖向力。见图 17。运行后空工况的结构响应见图 18-图 20，节点静力加载工况的结构响应见图 21-图 23。图 17 图 18 .6/9 图 19 图 20 图 21 图 22 图 23 静力 30KN 的加载情况下，位移和力比施工阶段加节点荷载的要小，原因是施工阶段的时候考虑的结构自重的缘故，如果把施工阶段的自重去掉，直接加

4、载节点荷载 1、2，那么效果和静力加载是一样的。然后，把施工阶段控制数据的独立模型改为累加模型，同时不勾选初始荷载控制，施工阶段的空工况结构响应见图 25-图 27该模型去了自重 图 24 图 25 .7/9 图 26 图 27 静力加载时，空工况下的结构响应见图 28-图 30 图 28 图 29 图 30 由分析可以看出，不勾选初始荷载控制，几何刚度初始荷载就没有构成结构的初始刚度，所以二者的结构响应是一致的勾选不勾选，几何刚度初始荷载在此都不会构成结构的初始刚度，但是在静力加载的情况下，几何刚度初始荷载赋予了结构初始刚度。下面，勾选初始荷载控制数据，见图 31 图 31 施工阶段空工况的

5、结构响应和图 25-图 27 一模一样，只是在静力加载工况时，空工况的结构响应见图 32-图 34，施工阶段中的节点荷载 1、2 下桁架单元的力如图 35，可见，除了位移不同，静力加载前的结构几何刚度，正好是施工 .8/9 阶段完毕后的结构刚度。累加模型的成桥阶段位移为 0，在施加了 30KN 的力后竖向位移为 7.111mm。独立模型在梁端点施加了 30KN 的力后，位移为 6.295mm，这时候结构的状态应该是累加模型的初始状态，再在该独立模型的梁端上施加30KN 的力，位移变成了 13.320mm，两者相差 7.025，考虑到切向位移与结构变形的缘故，这个位移应该刚好是累加模型加载下的

6、7.111mm，所以累加模型的位移计算，一定要在成桥位移为零的根底上计算才能得到准确的值 图 32 图 33 图 34 图 35 最后，我们来比照勾选初始荷载与不勾选的累加模型，后施工阶段静力加载的结构响应有何不同，图 36 和 37 为不勾选的，图 38 和 39 为勾选的。图 36不勾选初始荷载 图 37不勾选初始荷载 图 38勾选初始荷载 图 39勾选初始荷载 .9/9 可见，勾选初始荷载的累加模型的位移因为有了成桥自重和二恒的参与，刚度变大，静力加载下的结构位移较小，而且这时候的结构力为索单元的实际受力，对于描述成桥后的静力加载下的结构真实力比拟准确。因此可以得出，不勾选初始荷载的累加模型和不勾选平衡单元节点力的独立模型，在成桥阶段的静力分析效果是一样的，只是在施工阶段的分析里面，累加模型不考虑几何刚度初始荷载，而独立模型考虑了 在这里再谈谈平衡单元节点力的问题，如果勾选独立模型勾选了平衡单元节点力的话，而你的大位移选项里面并没有平衡单元节点力的数据，那么程序就不会调用几何刚度初始荷载数据了，而是直接调用索单元的无应力索长或者说初拉力，这时候，单元 1-11 的几何刚度初始荷载就用没有作用，施工阶段空工况的结构响应和旁边的模型是一样的，结果见图 40，图 41 那么是不勾选平衡单元节点力的施工阶段空工况位移。图 40勾选平衡单元 图 41不勾选平衡单元